Le « saint patron invisible » des compresseurs à vis sans huile : dispositif d'équilibrage des forces axiales

Le « saint patron invisible » des compresseurs à vis sans huile : dispositif d'équilibrage des forces axiales

01 Contexte du dossier

Récemment, notre société a reçu des commentaires de clients indiquant qu'un compresseur à vis sans huile présentait une défaillance de blocage du rotor pendant le fonctionnement. Après démontage et inspection par nos ingénieurs de maintenance, il a été constaté que les dommages internes du moteur principal étaient graves. Les détails sont les suivants :

1. Partie du panneau latéral d'admission d'air :

1. La surface d'extrémité intérieure de la plaque latérale et la surface d'extrémité du rotor sont sérieusement rayées et la profondeur d'usure de la surface d'extrémité dépasse 0,5 mm ;

2. Le joint entre les deux trous de siège et le tourillon du rotor est usé. Deux fissures apparaissent dans le trou du siège gauche et une fissure apparaît dans le trou du siège droit, les deux pénétrant ;

2. Partie du rotor Yin et Yang :

1. La face d'extrémité du rotor et la face d'extrémité de la plaque latérale d'admission s'usent mutuellement et les matériaux adhèrent en raison d'un frottement élevé ;

Les tourillons aux deux extrémités du rotor et les trous de siège aux deux extrémités sont usés, et les engrenages d'étanchéité sont sérieusement usés ;

La surface d'étanchéité entre les rotors est sérieusement usée et certaines pièces sont manquantes ;

3. Pièce de cylindre :

1. Différents degrés d'usure se produisent entre le corps du rotor et la paroi interne du cylindre ;

2. Une fissure s'est produite dans le trou du siège sur le côté droit du cylindre, mais elle n'a pas pénétré ;

4. Pièce de plaque de pression de roulement :

La surface d'extrémité du plateau de pression du roulement et la surface de montage du roulement sont usées ;

Analyse des causes de défaillance et mesures de modification :

Selon l'analyse du phénomène d'endommagement après le démontage de l'équipement, la cause première de cette défaillance est le mouvement axial du rotor mâle, et le principal facteur provoquant le mouvement axial du rotor est l'endommagement du roulement de positionnement axial ; les facteurs affectant la durée de vie du roulement comprennent la réduction des performances de lubrification, une température excessive du roulement, une force axiale anormale conduisant à une défaillance du roulement, etc. ;

Une enquête plus approfondie a révélé que le processus sur site nécessitait que le compresseur fonctionne à régime proche pendant une longue période, ce qui entraînait une vitesse élevée et continue du rotor mâle de chaque compresseur. La charge sur les roulements aux deux extrémités du rotor mâle a augmenté et le taux de défaillance a considérablement augmenté. Une fois que les roulements de positionnement déviaient, la position axiale du rotor se décalait, provoquant ainsi les dommages mentionnés ci-dessus.

En réponse aux problèmes ci-dessus, notre société a modernisé le moteur principal et installé un dispositif d'équilibrage des forces axiales sur la tête de l'arbre du rotor. Ce dispositif introduit la pression d'échappement du compresseur lui-même pour générer une force d'équilibrage dans le sens opposé à la force axiale. La force d'équilibrage s'ajuste automatiquement en fonction de la fluctuation de la pression d'échappement, réduisant ainsi efficacement la charge axiale anormale sur les roulements et prolongeant la durée de vie du moteur principal.

02 La nécessité d'un dispositif d'équilibrage des forces axiales

Dans un compresseur à vis sans huile, le gaz génère une force axiale pendant le processus de compression. Plus la pression d'échappement est élevée, plus la force axiale est importante. Le rotor mâle a une plus grande surface de pression et supporte une force axiale beaucoup plus importante que le rotor femelle, c'est donc le principal composant sollicité.

Bien que le dispositif d'équilibrage des forces axiales ne participe pas directement à la compression des gaz, en tant que composant clé reliant le roulement et le rotor, ses performances sont directement liées à la durée de vie globale et à la fiabilité opérationnelle du moteur principal. Ce dispositif est généralement installé sur l'extrémité d'aspiration du rotor mâle et se compose d'un piston équilibré et d'une cavité de piston. Il fonctionne de manière adaptative purement mécanique et peut compenser efficacement la charge axiale du noyau, protéger les roulements et le rotor et stabiliser les conditions de fonctionnement. On peut l'appeler le « gardien invisible » de l'hôte de vis sans huile.

03 Avantages techniques du dispositif d'équilibrage des forces axiales Aertrans (brevet déposé)

Actuellement, les dispositifs d'équilibrage des forces axiales couramment utilisés dans l'industrie sont principalement divisés en deux types : entraînement pneumatique et entraînement hydraulique, mais tous deux présentent certaines limites d'application.

Afin de pallier les inconvénients des solutions traditionnelles, Aerotrans a développé un nouveau dispositif d'équilibrage des forces axiales. Ses innovations sont :

1. Source d'alimentation : La pression d'huile stable générée par la propre pompe à huile lubrifiante du compresseur est utilisée pour pousser le piston d'équilibrage pour qu'il se déplace dans le sens inverse afin de compenser une partie de la force axiale du gaz ;

2. Méthode de contrôle : la propre pression d'échappement du compresseur est utilisée comme signal de régulation pour contrôler le débit et la pression de l'huile lubrifiante, de sorte que la force axiale générée par le dispositif d'équilibrage change en temps réel avec la fluctuation de la pression d'échappement, tout en garantissant que les roulements supportent toujours une force axiale minimale fixe pour éviter l'usure par frottement des roulements à faibles charges.

Cet appareil présente les avantages suivants :

1. Aucun déchet d'échappement, étanchéité et aucune fuite

2. Ajustement adaptatif - la force axiale générée change avec la fluctuation de la pression d'échappement

3. Protection de charge minimale : sous la pression d'échappement minimale, le roulement maintient toujours la charge minimale pour éviter des dommages légers.

4. Limite de charge maximale : sous la pression d'échappement maximale, la charge maximale supportée par le roulement est contrôlée dans la plage autorisée pour garantir la sécurité.

5. Aucune consommation d'énergie supplémentaire

6. Contrôle automatique, simple et sans entretien

04 Résumé

Grâce à cette mise à niveau, le dispositif d'équilibrage de force axiale Aerotrans a résolu efficacement le problème de mouvement du rotor causé par la défaillance du roulement de positionnement, offrant une garantie fiable pour le fonctionnement stable à long terme du compresseur à vis sans huile dans des conditions de vitesse et de charge élevées. Cette solution est à la fois économique et pratique et constitue une voie technique importante pour améliorer la fiabilité de l’hôte.

Les informations de l'industrie sont continuellement mises à jour, en se concentrant sur la technologie des vis sans huile d'Aertrans !